С дължина само няколко милиметра, меките им, плътни тела бяха номерирани в хилядите. Дори под микроскоп мъжките и женските бяха едва различими, но Тошихиса Яширо вече беше започнал да брои. Стотици термити в преброяването, съмненията на Яширо най-накрая започнаха да изчезват - няма нито един мъж.
Днес, в списанието BMC Biology, изследователският екип на Yashiro съобщава за откриването на естествено срещащи се все женски термитни колонии в южните райони на Япония, представляващи първите известни асексуални термитни популации в света.
В началото беше трудно да се повярва. „Подобно на обществата, равнопоставени по пол при хората, термитните колонии обикновено имат равен брой мъже и жени“, обяснява Яширо, биолог от университета в Сидни. „И мъжете, и жените работят еднакво, за да работят обществото.“
По време на теренната работа на брега на Япония, Яширо и неговите колеги бяха изненадани да се натъкнат на няколко популации от термити Gkaptotermes nakajimai, които изглеждаха изключително женски. Единственият начин тези колонии да се издържат чрез асексуално възпроизвеждане, но тежестта на Яширо беше огромна. За да изпробва тази теория, той ще трябва старателно да изключи наличието на мъжки в колонии от хиляди насекоми.
Така Яширо и неговият екип започнаха да броят. В продължение на година и половина изследователите са извършили секс от хиляди тийнейджърски термити от десет полеви места, простиращи се през континенталната част на Япония и няколко прилежащи острова. Не мина много време, за да се появят географски различия. На Хоншу, най-големият и най-населен остров в Япония, както и офшорните острови Амами-Ошима, Окинава и Огасавара, типичният петдесет и петдесет баланс на половете беше непокътнат. Но на Шикоку и Кюшу - по-малките два от четирите основни острова в Япония - пичовете бяха изчезнали.
Въпреки че Яширо и неговите колеги изследвали над 100 индивида от всяка от 74 различни колонии, те трябвало да бъдат сигурни. За щастие на изследователите, след като кралица с термити успешно се чифтосва, тя носи тази значка за цял живот под формата на малко торбичка за сперма. Когато екипът отключи тези мънички съкровища, те откриха, че докато колониите със смесен пол се водят от кралици със сперма, за да се щадят, дамските монарси от всички женски кланове носят само празни резервоари.
Зряла кралица на термитите, заобиколена от работници и войници. (CSIRO / CC BY 3.0) За да потвърдят допълнително асексуалното възпроизвеждане, изследователите се обърнаха към изследване на яйцата - стотици от тях. Докато почти половината яйца от смесена популация бяха осеменявани, не бе открита нито една оплодена яйцеклетка от изцяло женска колония. Въпреки това яйцата и в двете популации се излюпват с приблизително еднакви темпове. Най-южните райони на японската континента изглежда са поддържали само незасегнати девствени термити - и те процъфтяват.
Ребека Розенгаус, социобиолог от насекоми и поведенчески еколог от Североизточния университет, който не е свързан с изследването, казва, че е била "впечатлена", като похвали работата като "задълбочена" и "много всеобхватна". пълна елиминация на мъжете “, добавя тя. „Това е напълно ново и вълнуващо.“
Термитите никога не са били особено романтични (със склонността си към дъвчене на дървесина, по всяка вероятност те са най-малките домашни разрушители). Но всъщност повечето термити са моногамни. Когато мъжете и жените достигнат полова зрялост, те се впускат в семейния полет в търсене на подходящо недвижимо имущество за бъдещото си семейство, като консумират съюз само след пребиваване в новите си квартали. Тук новопомазаните крал и кралица ще отглеждат армия от работници и бъдещи корояди, подредени в касти, подобни на тези, които се виждат при пчелите.
Въпреки че социалните структури на термитите и пчелите имат някои поразителни прилики, двете линии са еволюционно далечни. Термитите (които технически са вид хлебарка) изглежда са еволюирали независимо от монархичните си тенденции и съществуват и допълнителни разлики между видовете. Например термитите наемат както мъже, така и жени-войници, докато цялата работна сила в кошер е женска - легион от сестри, които служат под натоварена кралица, по същество без принос от няколкото жилави мъже.
Тези благоприятстващи женски общности са улеснени от необичайния начин, по който пчелите са известни сексуално да се размножават. За разлика от човешкото (и най-термитното) потомство, което наследява гени от всеки родител, давайки XX женски и XY мъжки, пчелите могат да се излюпват както от оплодени яйца, така и от неоплодени яйца. Потомството от неоплодени яйца получават само хромозоми от майка си, създавайки мъжки XO с половин повече хромозоми, отколкото техните женски колеги. Така че при повечето пчели женските могат да се излюпват само от оплодени яйца, а всички оплодени яйца излюпват женски, което изисква буквално въвеждане на мъжки, за да поддържа вида.
Въпреки това, през последните години са установени няколко пчелни родове, които излюпват женските от неоплодени яйца чрез удвояване на хромозомите на мама. Този прост превключвател може да има мощни последици, тъй като сега женските раждат женски, без да е необходимо да ловуват сперматозоиди, позволявайки на някои популации от пчели да се размножават без мъжки. Изглежда, термитите могат да участват в подобно размножаване без сперматозоиди - но за разлика от пчелния кошер, термитна колония, която елиминира мъжете, може напълно да увеличи съществуващата социална структура.
"[Драматично е], че ... мъжете не са от съществено значение за поддържането на животински общества, в които преди това са играли активна социална роля", казва Яширо. И както посочва ентомологът на Университета на щата Вашингтон Лора Лавайн, ние не сме съвсем непознати за термитите. Защо отне толкова време, за да се намерят терористичните амазонки от света на насекомите?
Наблюдавани са няколко диви термитни колонии, които се възпроизвеждат асексуално преди, но се смята, че това поведение в колонии със смесен пол помага да се предотврати инбридинг между плодородните крале и собственото им потомство. Кралиците имат способността да излюпват неоплодени яйца в нови кралици, но в края на деня повечето термити остават блудници за добро време. След като се хвърлят с асексуалност, кралиците обикновено се присъединяват към кралете си.
Фактът, че повечето термити все още не са преминали към целомъдрие, може да се дължи на еволюционното предимство на сексуалната репродукция. Както се оказва, сексът е полезен за поддържане здравето на колония. Смесването на гените и на двамата родители генерира многообразие в популацията, което е полезно, когато настъпят екстремни обстоятелства, като болест или промяна в околната среда.
Термитите се втурват към повредена зона на гнездото, за да поправят дупката. (Министерство на земеделието на САЩ / Скот Бауер) Така че защо всички женски популации изобщо се развиват? За да озадачат отговора, Яширо и колегите му подхвърлят асексуалните и сексуалните термити лице в глава - буквално. Когато измервали краката на войнишките термити от общо женските и смесените полове колонии, изследователите открили, че изненадващо тези в колонии само за жени изглеждат много по-сходни. Но в този случай униформеността не е непременно нещо лошо.
Със сравнително бронираните си тела термитите не са изградени за настъплението. Вместо това, когато колонията е атакувана, основният начин на защита на насекомото често включва запушване на входовете на гнездата със собствени глави. Различните размери на главите всъщност биха могли да бъдат по-скоро тежест, а не благодат, което означава, че загубата на мъжки може действително да даде възможност на тези бойци да оцелеят при нападение.
Тъй като многообразието осигурява критична защита при микробни инфекции, Розенгаус казва, че за бъдещата работа ще бъде важно да се разбере доколко тези различни групи са податливи на болести. Възможно е асексуални, всички женски колонии да са оцелели само в Шикоку и Кюшу, тъй като тези региони не са толкова богати на термитни патогени, добавя Лавайн, който не участва в новите изследвания - но тази теория все още не е тествана.
Защо колониите се разделят на асексуални и сексуални общности на първо място е предположението на някой. Въз основа на генетични доказателства Яширо и неговият екип установяват разрива в термитни линии преди около 14 милиона години. Но тъй като двете популации все още съществуват рамо до рамо, "може да сме свидетели на еволюция в действие", казва Розенгаус.
Тъй като тези групи колонии са географски разделени, вероятно вече не се смесват - и дори е възможно в бъдеще да възникне напълно нов вид, съставен изцяло от единични дами.
Засега двете популации технически все още са в един и същи вид, но това откритие вероятно няма да бъде последното по рода си. Женските видове от цялото животинско царство са измислили умни начини да се справят сами. Термитите може да са известни с обяда на дървен материал, но е безопасно да се каже, че не всички жени се нуждаят от дърва.
